强流脉冲粒子束辐照钨第一壁材料模拟核聚变高热负荷实验研究

发布时间：2022-02-21 10:44

　　分别采用强流脉冲离子束（HIPIB）和强流脉冲电子束（HIPEB）技术进行金属W第一壁材料的辐照实验,模拟托卡马克聚变等离子体高通量带电粒子的辐照轰击作用,揭示托卡马克金属W第一壁材料在带电粒子辐照高热负荷作用下的烧蚀行为、组织与性能的变化规律,分析金属W第一壁材料的失效机理。采用热流参数为142MWm-2s1/2,辐照次数为1-10次的HIPIB辐照金属W材料导致表面发生重熔与选择性烧蚀,形成具有熔坑与裂纹的烧蚀重熔表面形貌；表面裂纹随辐照次数的增加而增多、增长,至10次辐照后形成网状裂纹形貌,表面粗糙度随辐照次数的增加而增大,原始表面粗糙度为0.160μm,10次辐照可达到0.310μm,表面显微硬度随辐照次数的增加而降低,原始显微硬度为4.99GPa,1、5、10次辐照其值分别为4.66、3.67、3.47GPa。在200-800℃升温条件下热流参数为142MWm-2s1/2的HIPIB5次辐照辐照金属W材料,表面均发生重熔与选择性烧蚀,形成烧蚀熔坑,并伴随有表面上裂纹的产生,升温辐照后表面粗糙度较室温辐照显著降低；与室温辐照相比,较低升温温度辐照在表面产生较多裂纹,高升温温度辐... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 核聚变发展概况
        1.1.1 国外核聚变的发展
        1.1.2 国内核聚变的发展
    1.2 托卡马克装置面向等离子体材料
        1.2.1 低Z材料
        1.2.2 高Z材料
    1.3 面向等离子体材料高热负荷性能测试
        1.3.1 技术手段与设备
        1.3.2 材料研究进展
    1.4 本论文研究目的和内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
2 实验装置、材料及分析方法
    2.1 强流脉冲粒子束辐照实验装置
        2.1.1 强流脉冲离子束装置
        2.1.2 强流脉冲电子束装置
    2.2 辐照实验与材料分析
        2.2.1 强流脉冲离子束辐照实验
        2.2.2 强流脉冲电子束辐照实验
3 强流脉冲离子束辐照金属W材料的烧蚀行为
    3.1 烧蚀率
    3.2 表面形貌及相结构
        3.2.1 表面形貌
        3.2.2 表面相结构
    3.3 表面显微硬度
    3.4 讨论
    3.5 小结
4 强流脉冲离子束升温辐照金属W材料的烧蚀行为
    4.1 加热台温度校正
    4.2 烧蚀率
    4.3 表面形貌及相结构
        4.3.1 表面形貌
        4.3.2 表面相结构
    4.4 表面显微硬度
    4.5 讨论
    4.6 小结
5 强流脉冲电子束辐照金属W材料的烧蚀行为
    5.1 表面形貌及相结构
        5.1.1 表面形貌
        5.1.2 表面相结构
    5.2 表面显微硬度
    5.3 讨论
    5.4 小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[3]我国超导托卡马克的现状及发展[J]. 李建刚.  中国科学院院刊. 2007(05)
[4]可控核聚变与ITER计划[J]. 冯开明.  现代电力. 2006(05)
[5]聚变堆中面向等离子体材料的研究进展[J]. 周张健,钟志宏,沈卫平,葛昌纯.  材料导报. 2005(12)
[6]铜基体上爆炸喷涂钨涂层及其电子束热负荷实验研究[J]. 种法力,陈俊凌,李建刚.  表面技术. 2005(06)
[7]聚变能和受控核聚变研究简史[J]. 江海燕,储德林.  现代物理知识. 2004(05)
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本文编号：3637087